Diapauza u zwierząt: definicja i przykłady

Diapauza jest najbardziej interesującym, ale też najbardziej nieznanym mechanizmem przetrwania. Przyjrzyjmy się temu bliżej.

Napisane i zweryfikowane przez psychologa Sara González Juárez.

Ostatnia aktualizacja: 14 grudnia, 2022

Pewnie już wiesz, że zwierzęta mają fascynujące mechanizmy radzenia sobie z ekstremalnymi warunkami środowiskowymi, takimi jak szczególnie surowa zima. Diapauza jest jednym z tych mechanizmów, choć nie wszyscy znają ją pod tą nazwą lub wiedzą o niej. Często jest mylony z hibernacją lub estywacją, ale nie ma z nimi nic wspólnego.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym fascynującym przystosowaniu do samozachowania, możesz to zrobić tutaj. Nie przegap niczego, bo gdy się z nimi zapoznasz, poczujesz się bliżej natury i jej procesów utrzymywania równowagi w ekosystemach. Przejdźmy do tego.

Co to jest diapauza?

Diapauza to stan fizjologiczny charakteryzujący się brakiem aktywności zwierzęcia, który jest wywoływany przez określone zmiany środowiskowe, zapowiadające niekorzystne warunki dla przetrwania osobnika. Poza tym wymaga specyficznych bodźców, które sygnalizują koniec niekorzystnych warunków.

Diapauza jest więc, jak sama nazwa wskazuje, przerwą w rozwoju i wzroście organizmu w obliczu zagrażających życiu warunków zewnętrznych. Może wystąpić o każdej porze roku, w obliczu niespodziewanej suszy, szczególnie mroźnej zimy, braku pożywienia itd.

Różnice między diapauzą a hibernacją

Czytając to ostatnie, mogłeś szybko pomyśleć o hibernacji i zwierzętach, takich jak niedźwiedzie. Jednak o ile diapauza jest stanem zatrzymania rozwoju zwierzęcia, o tyle hibernacja jest stanem letargu, który zawsze występuje zimą (lub latem, w przypadku estywacji).

W diapauzie nie zachodzą te same procesy fizjologiczne, co w hibernacji: nie ma spadku temperatury ciała, zmniejszenia częstości akcji serca i metabolizmu ani stanu letargu przypominającego śpiączkę. Z drugiej strony, procesy fizjologiczne diapauzy rozpoczynają się przed niekorzystnym wydarzeniem, więc są aktywowane przez bodźce, które je zapowiadają, a nie przez samą niekorzystną sytuację.

Różnice między diapauzą a faza go

Innym procesem podobnym do diapauzy jest faza go, czyli okres odpoczynku, w którym metabolizm spowalnia się, ale zwierzę jest w stanie nadal się poruszać, żeby wykorzystać dostępne zasoby. Czasami po diapauzie następuje okres ciszy, dzięki czemu zwierzę przygotowuje się do wykorzystania sprzyjających warunków, gdy tylko się one pojawią.

Rodzaje diapauzy

Nie wszystkie diapauzy są takie same, chociaż odpowiadają na tę samą potrzebę przetrwania. Obecnie wyróżnia się dwa rodzaje, obligatoryjny i fakultatywny, o czym możesz przeczytać poniżej:

• Obowiązkowy: zwierzę wchodzi w ten stan na pewnym etapie swojego życia, ponieważ zbiega się on z okresami niedoboru zasobów.
• Opcjonalnie: diapauza jest inicjowana tylko wtedy, gdy warunki środowiskowe mogą stać się niekorzystne.

Fazy diapauzy

Proces ten przechodzi przez kilka faz, w których funkcjonowanie ciała zwierzęcia ulega stopniowej zmianie. Przyjrzyjmy się szczegółowo każdemu z nich:

1. Sygnały symboliczne”, czyli takie, które przewidują zmianę warunków środowiskowych (zmiana fotoperiodu, zmiany chemiczne w roślinach, którymi się żywi, obniżenie temperatury itp.)
2. Przygotowanie: lipidy, węglowodany i białka są gromadzone w celu utrzymania życia w diapauzie. Niektóre gatunki pomijają tę fazę i przechodzą bezpośrednio od indukcji do inicjacji.
3. Inicjacja: ta faza rozpoczyna się, gdy zatrzymuje się rozwój morfologiczny zwierzęcia. Zmiany enzymatyczne rozpoczynają się, aby uodpornić się na nadchodzące niekorzystne warunki, zmiany w zachowaniu lub metabolizmie.
4. Utrzymanie: metabolizm pozostaje na niskim poziomie, a wzrost zostaje zatrzymany. W tej fazie ponownie zwiększa się wrażliwość na zmiany środowiskowe, aby móc wykryć te, które sygnalizują koniec diapauzy.
5. Zakończenie: organizm stopniowo reaktywuje się w miarę pojawiania się sprzyjających warunków. W przypadku diapauzy obligatoryjnej proces ten jest podyktowany genomem zwierzęcia.

Przykłady

Diapauza jest powszechna wśród owadów, zwłaszcza w stadium larwalnym. W ten sposób gąsienica, która tworzy poczwarkę do metamorfozy zimą, może opóźnić wylęganie o kilka miesięcy, jeśli zima jest wyjątkowo mroźna.

Natomiast istnieje też tzw. diapauza embrionalna, która występuje u torbaczy i innych ssaków. Na przykład kangur rudy (Macropus rufus) jest w stanie zatrzymać rozwój embrionu, jeśli w jego marsupium znajduje się młode ssące. Embrion pozostanie w diapauzie do czasu, aż organizm matki będzie mógł podjąć inwestycję w zasoby biologiczne, jaką jest ciąża.

Diapauza jest więc mechanizmem biologicznym, który zapewnia przetrwanie osobników, gdy środowisko nie jest dla nich odpowiednie. Po raz kolejny natura zaskakuje nas strategiami adaptacji nawet do własnych, niespodziewanych zmian.